(57)【要約】【課題】小型化した場合であっても、被駆動体を安定して駆動することができる駆動装置を提供する。【解決手段】被駆動体２を駆動する駆動装置１０は、被駆動体２を駆動方向に変位可能に保持する筐体６と、電気的制御により屈曲変位して被駆動体２を変位させる屈曲変位部材５と、筐体６に支持され、かつ屈曲変位部材５の一端を固定端として固定する固定壁６ａと、筐体６に固定され、かつ固定壁６ａと当接している変位規制部材７とを備えている。これにより、固定壁６ａは、変位規制部材７を介して筐体６に保持される。【選択図】図１
2010124668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体を駆動する駆動装置であって、
上記被駆動体を駆動方向に変位可能に保持する筐体と、
電気的制御により屈曲変位して上記被駆動体を変位させる屈曲変位部材と、
上記筐体に支持され、かつ上記屈曲変位部材の一端を固定端として固定する固定部と、
上記筐体に固定され、かつ上記固定端および上記固定部の少なくともいずれか一方と当接している当接部材とを備えていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
上記固定部は、上記筐体と一体的に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
上記当接部材は、上記被駆動体に対する上記駆動方向に交わって配置されており、上記被駆動体とさらに当接することを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
【請求項４】
上記当接部材と、上記固定端および上記固定部の少なくともいずれか一方との当接部分は、接着固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項５】
上記固定部は、上記駆動方向に対して平行に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項６】
上記固定部は、上記筐体に支持された梁状であり、
上記当接部材は、上記固定端および上記固定部の少なくともいずれか一方において、上記固定部の自由端側と当接していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項７】
上記当接部材は、上記固定端および上記固定部の少なくともいずれか一方において、上記屈曲変位部材の屈曲面または当該屈曲面に対して平行な面と当接していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の駆動装置を備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載の駆動装置または請求項８に記載の撮像装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置、およびこれを備えた撮像装置、電子機器に関するものであり、より具体的には、圧電素子を備える駆動装置、およびこれを備えた撮像装置、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、被駆動体を駆動するための駆動装置として、電気機械変換素子（圧電素子）を用いた駆動装置が提案されている。このような駆動装置は、例えば、カメラなどの撮像装置のレンズを駆動する駆動装置としてよく用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電圧印加により屈曲する圧電素子を用いた駆動装置が記載されている。特許文献１に記載の駆動装置は、圧電素子と、圧電素子の一端を保持する保持部材と、圧電素子の自由端と摩擦接触する被駆動体と、圧電素子と被駆動体とを一定の力で押し付けるための予圧機構と、これらを収容するユニットケースとを備えている。この駆動装置では、電圧印加によって圧電素子が屈曲変位すると、被駆動体は摩擦部材との間の摩擦力によって駆動される。
【特許文献１】特開２００７−２５２１０３号公報（２００７年９月２７日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の駆動装置は、駆動方向における厚みの薄型化が図られた駆動装置ではあるが、撮像装置や電子機器等における小型化の要求に伴って、駆動装置においても益々の小型化が求められている。
【０００５】
被駆動体を所望の大きさに保ったままで駆動装置を小型化するためには、被駆動体の周囲に存在する部材の厚みを薄くする必要がある。例えば、撮像装置が搭載する駆動装置では、高画質化のために被駆動体の保持するレンズ寸法を大きく確保する必要があるため、被駆動体を保持する筐体の方を薄くせざるを得なくなる。
【０００６】
このような状況の中、特許文献１に記載の駆動装置をさらに小型化する場合には、保持部材やユニットケースを薄くすることが考えられる。しかしながら、保持部材やユニットケースを薄くすると、これらの強度が低下してしまい、撓みが発生する可能性がある。特に圧電素子が屈曲するときには、この屈曲の振動が保持部材に伝わるため、保持部材に撓みが発生する可能性が高くなる。保持部材に撓みが発生すると、その影響によって屈曲変位部材５が正常な屈曲動作を行えなくなり、最終的には駆動装置の駆動動作が不安定になってしまう。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電素子を保持する部材を薄くして駆動装置を小型化したとしても、被駆動体を安定して駆動することができる駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る駆動装置は、上記の問題を解決するために、被駆動体を駆動する駆動装置であって、上記被駆動体を駆動方向に変位可能に保持する筐体と、電気的制御により屈曲変位して上記被駆動体を変位させる屈曲変位部材と、上記筐体に支持され、かつ上記屈曲変位部材の一端を固定端として固定する固定部と、上記筐体に固定され、かつ上記固定端および上記固定部の少なくともいずれか一方と当接している当接部材とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
上記構成では、被駆動体が、筐体によって駆動方向に変位可能に保持されている。屈曲変位部材が電気的制御によって屈曲変位すると、屈曲変位部材の変位が被駆動体に伝達され、被駆動体が駆動される。
【００１０】
屈曲変位部材の一端（固定端）は固定部に固定されている。屈曲変位部材が屈曲変位する時の振動は、屈曲変位部材の固定端から固定部に伝わる。このため、固定部には、屈曲変位部材の屈曲動作に伴って、撓みや振動などが発生しやすい。特に、固定部の厚さが薄い場合には、屈曲変位部材の屈曲動作が固定部に及ぼす影響は大きくなる。
【００１１】
本発明に係る駆動装置では、筐体に固定された当接部材が、屈曲変位部材の固定端および固定部の少なくともいずれか一方と当接している。このため、当接部材が屈曲変位部材の固定端と当接する場合には、固定部は、固定端および当接部材を介して筐体に保持される。また、当接部材が固定部と当接する場合には、固定部は当接部材を介して筐体に保持される。このように固定部が保持されることによって、屈曲変位部材の屈曲動作時であっても、固定部の撓みや振動は防止される。したがって、本発明に係る駆動装置は、固定部の厚さが薄い場合であっても、被駆動体を安定して駆動することができる。
【００１２】
また、本発明に係る駆動装置において、上記固定部は、上記筐体と一体的に形成されていることが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、固定部と筐体とが別体で構成されている場合と比較して、構成を簡易化できるため、小型化に適した駆動装置を提供することができる。
【００１４】
また、本発明に係る駆動装置において、上記当接部材は、上記被駆動体に対する上記駆動方向に交わって配置されており、上記被駆動体とさらに当接することが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、別途、被駆動体の変位を規制する規制部材を準備せずとも、当接部材が規制部材としても働くため、構成の簡易化や製造時のコスト削減を行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係る駆動装置において、上記当接部材と、上記固定端および上記固定部の少なくともいずれか一方との当接部分は、接着固定されていることが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、固定部は、当接部材との接着固定されているため、当接部材を介して筐体に確実に保持される。よって、本発明に係る駆動装置は、例え固定部の強度が低い場合であっても、被駆動体を安定して駆動することができる。
【００１８】
また、本発明に係る駆動装置において、上記固定部は、上記駆動方向に対して平行に配置されていることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、駆動方向から見た駆動装置の大きさについて、固定部は、その占める割合が小さくなるように配置されるため、筐体の外径を小さくすることができる。よって、より小型化に適した駆動装置を提供することができる。
【００２０】
また、本発明に係る駆動装置において、上記固定部は、上記筐体に支持された梁状であり、上記当接部材は、上記固定端および上記固定部の少なくともいずれか一方において、上記固定部の自由端側と当接していることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、当接部材は、固定部の端部のうち最も撓む端部を保持する。このため、当接部材は、固定部の撓みや振動をより効果的に防止することができる。
【００２２】
また、本発明に係る駆動装置において、上記当接部材は、上記固定端および上記固定部の少なくともいずれか一方において、上記屈曲変位部材の屈曲面または当該屈曲面に対して平行な面と当接していることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、当接部材は、固定端および固定部の少なくともいずれか一方と、固定部の撓みを支える方向から当接する。このため、当接部材は、固定部の撓みや振動を効果的に防止することができる。
【００２４】
また、本発明に係る駆動装置は、例えばカメラモジュールなどの撮像装置に搭載されてもよい。これによれば、駆動速度が安定しつつ、より小型化に適した撮像装置を提供することができる。
【００２５】
また、本発明に係る駆動装置および上記撮像装置は、電子機器全般に搭載されてもよい。これによれば、駆動速度が安定しつつ、より小型化に適した電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る駆動装置によれば、電気的制御により屈曲変位して被駆動体を駆動する屈曲変位部材と、屈曲変位部材の一端を固定端として固定する固定部と、筐体に固定され、かつ上記固定端および上記固定部の少なくともいずれか一方に当接している当接部材とを備えているので、屈曲変位部材を保持する固定部を薄くして駆動装置を小型化した場合であっても、固定部の撓みを防止することができ、被駆動体を安定して駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の一実施形態について、図１から図１０に基づいて説明すると以下の通りである。
【００２８】
まず、図１から図３に基づいて、本実施形態における駆動装置１０の概略構成について説明する。図１は駆動装置１０を概略的に示す斜視図であり、図２は駆動装置１０を概略的に示す平面図であり、図３は駆動装置１０を概略的に示す分解斜視図である。
【００２９】
図１に示すように、駆動装置１０は、被駆動体２を一方向に駆動する駆動装置である。駆動装置１０は、電気的制御により屈曲変位が生じる屈曲変位部材５、屈曲変位部材５に連結され、かつ被駆動体２と摩擦接触する摩擦部材３、屈曲変位部材５と摩擦部材３との間に設けられた中間部材４、被駆動体接触部２ａを摩擦部材３側へ付勢する予圧部材１、筐体６、および変位規制部材７を備えている。
【００３０】
なお、以下の説明においては、被駆動体２の移動方向をＺ方向とし、Ｚ方向に対して垂直であり、かつ屈曲変位部材５の静止状態における長さの方向をＹ方向とし、Ｙ方向およびＺ方向に対して垂直な方向をＸ方向とする。また、駆動装置１０における上下方向を述べるときは、特段の断りがない限り、図中、Ｚ方向を基準として＋Ｚ方向を上方とする。
【００３１】
被駆動体２は、Ｚ方向に駆動される部材であり、被駆動体２から突起状に形成された被駆動体接触部２ａおよび突出部２ｂを備えている。被駆動体接触部２ａには摩擦部材３が摩擦接触し、突出部２ｂには予圧部材１が固定されている。
【００３２】
予圧部材１としては、引張コイルばね等を用いればよい。予圧部材１は、その一端が突出部２ｂに固定され、他端部が筐体６のばね固定部６ｂに固定されることによって、被駆動体接触部２ａを摩擦部材３側へ付勢している。
【００３３】
摩擦部材３、中間部材４、および屈曲変位部材５は、駆動装置１０の駆動機構を構成する部材である。これらについては後述にて説明する。
【００３４】
筐体６は、予圧部材１や屈曲変位部材５などをその内部に備える枠構造体である。筐体６には片持ち梁状の固定壁（固定部）６ａが設けられており、固定壁６ａには屈曲変位部材５が固定されている。なお、本実施形態において固定壁６ａは筐体６の一部として構成されているが、本発明はこれに限られず、固定壁６ａと筐体６とが別体として構成されていてもよい。
【００３５】
また、筐体６には案内部材６ｃが設けられており、案内部材６ｃと、被駆動体２に設けられた案内孔２ｃとが嵌合されることによって、被駆動体２はＺ方向に円滑に移動することができる。
【００３６】
変位規制部材（当接部材）７は、筐体６に固定されている。本実施形態では、変位規制部材７は、被駆動体２を挟んで固定壁６ａの反対側にある筐体６の側壁の上側に固定されているが、本発明はこれに限られず、変位規制部材７が筐体６に確実に固定されていればよい。変位規制部材７は当接部７ａを有しており、当接部７ａは屈曲変位部材５に当接することによって、固定壁６ａの撓みを防止する役割を果たす。
【００３７】
また、変位規制部材７は被駆動体２が筐体６から離れる方向（＋Ｚ方向）に駆動された時における被駆動体２の変位量の規制を行う。変位の規制は、変位規制部材７の下面が、被駆動体２の上面にある当接面２ｄに当接することによって行われる。
【００３８】
なお、駆動装置１０は、図３に示すカバー８によって覆われていてもよい。カバー８は、駆動装置１０の全体を覆うことによって、外部からの不要な光の入射や、塵埃の侵入を防止する。
【００３９】
次に、駆動装置１０の駆動機構について図４を参照して説明する。図４は、駆動機構の構成を概略的に示す斜視図である。駆動装置１０の駆動機構は、摩擦部材３、中間部材４および屈曲変位部材５によって構成されており、これらのうちの摩擦部材３および中間部材４は、駆動方向変換部材として機能する。
【００４０】
屈曲変位部材５は、電気的制御によって屈曲変位が生じる部材であり、駆動装置１０の正常機能を維持するために必要な屈曲変位度を有していればよい。屈曲変位部材５としては、バイモルフ型の圧電素子を用いてもよく、金属板の両面或いは片面に積層圧電素子を形成することによって構成することができる。
【００４１】
屈曲変位部材５の一端は、固定端として固定壁６ａに固定されている。屈曲変位部材５の自由端は、電気的制御によってＹ方向に平行な方向（図４中の矢印Ａ方向）に屈曲変位する。また、屈曲変位部材５は、その厚み方向が被駆動体の移動方向に対して垂直であるように配置されている。これによって、駆動方向から見た寸法について、駆動装置１０を小型化することができる。なお、本発明はこのような構成に限られず、屈曲変位部材５が固定壁６ａに固定された構成であればよい。
【００４２】
中間部材４は、屈曲変位部材５の自由端に一端が固定された部材であり、屈曲変位部材５と摩擦部材３とを連結している。摩擦部材３は、中間部材４の自由端となる先端側に固定されている。また、中間部材４は、摩擦部材３の移動方向と屈曲変位部材５の駆動方向とを異ならせる働きをするものであればよい。例えば中間部材４としては、図４に示すような「Ｌ」字形状の弾性を有する板を用いることができる。図４に示すように、屈曲変位部材５が矢印Ａの方向に屈曲変位すると、中間部材４は屈曲変位部材５の駆動方向を変換し、中間部材４の先端が矢印Ｂの方向に変位する。これに伴って、摩擦部材３はその先端が矢印Ｃの方向、すなわちＺ方向に平行な方向に変位する。
【００４３】
中間部材４の材料や形状は、予圧部材１と比較して弾性が低くなるように選択されることが好ましい。弾性の低い材料としては、例えば金属や樹脂等を用いることができる。また、中間部材４の弾力効果は、予圧部材１よりも低いことが好ましい。これによれば、被駆動体接触部２ａから摩擦部材３に向かう付勢を均一にすることできるため、被駆動体２が安定して移動することができる。
【００４４】
摩擦部材３は、上述したように、屈曲変位部材５の屈曲動作に応じてＺ方向に平行な方向に変位する。予圧部材１による予圧荷重によって、摩擦部材３と被駆動体接触部２ａとの間には摩擦力が働くため、被駆動体２は、摩擦部材３の変位に伴ってＺ方向に移動する。摩擦部材３の材料については、被駆動体接触部２ａとの摩擦係数を考慮して適した材料を選択すればよく、例えば、金属、樹脂、カーボン等が挙げられる。
【００４５】
次に、変位規制部材７による固定壁６ａの撓み防止の働きについて説明する。
【００４６】
まず、図１０を参照して、変位規制部材７が設けられていない場合の固定壁６ａの撓みについて説明する。図１０は、筐体６を概略的に示す斜視図である。
【００４７】
固定壁６ａは筐体６に対して片持ち梁状に構成されている。このため、固定壁６ａにおいて筐体６と繋がっていない端部が自由端として撓んでしまう可能性がある。特に、固定壁６ａに固定される屈曲変位部材５が屈曲変位すると、その屈曲動作に伴って、撓み、倒れ、または振動等が発生しやすい。
【００４８】
本実施形態における固定壁６ａは、図１０に示すように、その下部と横部との２つの端部が筐体６に支持されている。このとき、固定壁６ａの上端部は、自由端として図１０中の矢印の方向に撓んでしまう可能性がある。また、予圧部材１の−Ｙ方向への負荷によって、被駆動体２、摩擦部材３、中間部材４、および屈曲変位部材５を介して、固定壁６ａが倒れてしまう可能性も存在する。
【００４９】
そこで、本実形態では固定壁６ａの撓みを防止するために、変位規制部材７の当接部７ａが、図８に示すように屈曲変位部材５と当接している。図８は、当接部７ａの当接の様子を示すＹＺ平面の部分断面図である。ここで、当接部７ａは、屈曲変位部材５の屈曲面の固定端側であって、かつ固定壁６ａの自由側となる位置において、屈曲変位部材５と当接している。なお、屈曲変位部材５の屈曲面とは屈曲動作の際に湾曲する面を言う。このため、当接部７ａは固定壁６ａの撓みを効果的に防止することができる。
【００５０】
変位規制部材７の当接部７ａは、屈曲変位部材５に当接されるだけでもよいし、接着固定されていても良い。予圧部材１の負荷による固定壁６ａの倒れを防止する場合には、当接部７ａと屈曲変位部材５とを接着固定した後、予圧部材１を組み立てるのが望ましい。
【００５１】
また、本発明における固定壁６ａの撓み防止のための構成は上記構成に限られず、当接部７ａが固定壁６ａの自由端の撓みを防止できる構成であればよい。他の実施形態について、図５〜図７、および図９を参照して説明する。図５は、他の実施形態に係る駆動装置２０を概略的に示す図であり、図６、図７、および図９は、他の実施形態における当接部材の当接の様子を示すＹＺ平面の部分断面図である。
【００５２】
他の実施形態に係る駆動装置２０おいて、図５に示すように屈曲変位部材５が固定壁６ａに対して当接部７ａとは反対側に配置されている場合には、当接部７ａは固定壁６ａと当接していてもよい。ここで、駆動装置２０における当接部７ａと、固定壁６ａとの当接の様子を図９に示す。図９における当接部７ａは、固定壁６ａにおける屈曲変位部材５の屈曲面と平行な面であって、かつ固定壁６ａの自由端となる位置において、固定壁６ａと当接している。このような構成においても駆動装置１０と同様に、当接部７ａは固定壁６ａの撓みを効果的に防止することができる。
【００５３】
また、図６および図７に示すように、当接部７ａは、屈曲変位部材５と固定壁６ａとの両方に当接していてもよい。図６は、屈曲変位部材５が固定壁６ａに対して当接部７ａ側に配置されている場合を示す図であり、当接部７ａは、屈曲変位部材５の上面と、固定壁６ａの側面とに当接している。一方、図７は、屈曲変位部材５が固定壁６ａに対して当接部７ａとは反対側に配置されている場合を示す図であり、当接部７ａは、屈曲変位部材５の側面と、固定壁６ａの上面とに当接している。図６および図７に示す構成では、当接部７ａの当接面積が増えるため、接着固定する場合に、より確実に接着することができる。
【００５４】
本発明に係る駆動装置は、カメラなどの撮像装置に設置され得る。例えば、駆動装置１０を、撮像装置におけるレンズ駆動のためのカメラモジュールとして応用してもよい。
【００５５】
駆動装置１０を、カメラモジュールとして応用する場合には、被駆動体２は、その中央部に円環状のレンズ取り付け部を有するレンズバレルとなる。レンズ取り付け部にレンズを取り付けたレンズバレルを光軸方向（Ｚ方向）に駆動すると、駆動装置１０は、レンズのＡＦ（オートフォーカス）動作を実現することになる。
【００５６】
また、駆動装置１０や駆動装置１０を設置された撮像装置は、適宜、電子機器に設置されることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る駆動装置は、例えばカメラ等の撮像装置におけるレンズ駆動装置として好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る駆動装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る駆動装置を概略的に示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る駆動装置を概略的に示す分解斜視図である。
【図４】駆動機構の構成を概略的に示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る駆動装置を概略的に示す平面図である。
【図６】当接部材の当接の様子を示す部分断面図である。
【図７】当接部材の当接の様子を示す部分断面図である。
【図８】当接部材の当接の様子を示す部分断面図である。
【図９】当接部材の当接の様子を示す部分断面図である。
【図１０】筐体を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
２    被駆動体
５    屈曲変位部材
６    筐体
６ａ  固定壁
７    変位規制部材
７ａ  当接部
１０、２０    駆動装置
【図１】
2010124668.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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